紫薯桃酥的加工工艺

吴明霞，郑昇阳，戴惠丽，徐丽帆，韦艳兰，陈雯靖，应伊诺

（1.宁德师范学院，福建 宁德 352106；2.闽东水产品精深加工福建省高校工程研究中心，宁德 福建 352100）

紫薯（Dioscorea alata Linn） 又被称为黑薯[1]，是旋花科番薯属一年生草本植物，最初引进于日本，由于产量高、可在广泛的气候和土壤条件下种植，因此已成为最具有发展前景的农作物之一[2]。紫薯的肉质块茎形状通常呈纺锤形或棒形，在中国东部和西部、东南沿海地区和亚洲其他亚热带地区被大范围种植[3]。紫薯不仅具有普通甘薯的成分和功能，还富含硒和花青素，是一种药食同源的植物，在国际和国内市场十分走俏，有着广阔发展前景。

花青素作为紫薯的主要生物活性物质，张琼月等人[4]利用逆流提取法提取紫薯中的花青素，测得花青素含量为1.245 mg/g。相关试验表明，自然光对花青素的稳定性影响较小，花青素在自然光下照射30 d其含量的相对保存率为92.31%±0.79%；花青素在温度较高的环境下的稳定性影响较大，花青素在沸水浴4 h 后相对保存率为69.05%±0.79%；花青素在不同pH 值条件下稳定性相差很大，花青素处于pH值在5.0 以下的环境4 h 后其含量的相对保存率为80%，处于pH 值9.0 以上4 h 后花青素含量的相对保存率低于15%。随着pH 值升高，花青素的稳定性迅速下降[5]。研究表明，花青素高的日常膳食摄入量与癌症、心脑血管疾病等多种疾病的发生风险降低有关，随着人们对花青素研究的逐渐深入，发现它具有许多生理功能，如抗氧化、预防心血管疾病、保护肝脏、抑制肿瘤细胞发展、保护视力和缓解视力疲劳，而且副作用相对较少，也是发展前景广阔的原因[6-7]。

近年来，随着生活水平的提高，人们对于食品营养和健康功能的关注度也越来越高，选择和获得优质、高产、抗病虫害的新品种紫甘薯作物成为开发重点。如今，我国已经培育了广薯135、宁紫4 号、济薯18 号等优良品种，并且得到广泛种植。紫薯作为一种药食同源的农作物，以其高产量、低成本和富含花青苷素的优势吸引了广泛关注，紫薯的市场需求量也在不断增加，深受消费者青睐。紫薯富含花青素类色素和硒元素，其营养价值和应用前景日益引起人们重视[8]，使紫薯成为食品开发人员和科研人员研发的重点。

目前，国内的食品加工技术已经可以生产出营养丰富的紫薯产品，如油炸紫薯片[9]、紫薯果脯[10]、紫薯月饼[11]、紫薯饮料[12]、紫薯酒[13]等，不仅具有紫薯特有的风味，还能满足不同消费群体的需求。日本作为紫薯的原产地，紫薯在当地被制作成紫薯茶巾绞、紫薯寿司、紫薯司康等产品[14]。紫薯独特的口感和丰富的营养价值，使紫薯及紫薯产品的研发具有十分广阔的市场前景。

桃酥以酥、甜、干、脆的特点而著名，主要成分是面粉、白砂糖、起酥油等，含有蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、钙、钠、镁、硒等物质。其酥脆的口感方便老人和小孩食用，是一种深受欢迎的特色小吃。但随着生活水平的日益提高，人们对健康饮食的关注度逐渐提高，而健康饮食的理念深入人心，使不少具有功能性的营养桃酥食品涌现在市场。如糙米百香果桃酥[15]、黑木耳桃酥[16]、川式苦荞椒盐桃酥[17]、灵芝营养桃酥[18]等。传统的桃酥富含糖分和脂肪，已经无法满足市场对健康食品的需求。研究和开发新的桃酥产品以满足消费者对健康饮食的需求，同时保持原来桃酥的风味，使桃酥新产品的研发成为开发热点。随着时代的进步，传统桃酥也在逐渐发生改变，其配方和口感不断优化，满足了不同消费群体的需求。因此，开发低糖低脂低热量的桃酥新产品有着重要的意义和非常广阔的市场前景。试验以紫薯全粉、低筋面粉、糖粉、玉米油为主要原料，研制一种保留紫薯风味及营养的紫薯桃酥。

1 材料与步骤

1.1 材料

1.1.1 材料

紫薯全粉（120 目），兴化市联富食品有限公司提供；低筋面粉，中粮面业（海宁） 有限公司提供；无铝泡打粉，昆山臻乐门食品有限公司提供；金龙鱼玉米油，益海嘉里金龙鱼粮油食品股份有限公司提供；糖粉，佛山市层层高食品有限公司提供；鸡蛋，购自宁德市亿利城超市。

1.1.2 试验仪器

MG38CB-AA 型烤箱，广州旭朗烤箱有限公司产品；YP8021 型电子天平，中山市龙意电器有限公司产品；FTC-型质构仪，北京盈盛恒泰科技有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

（1） 原料预处理。用电子天平逐一称取试验所需原料。

（2） 混料。将玉米油、糖粉、鸡蛋液用打蛋器混合均匀，制成混合液；以低筋粉的质量为基准计算，将低筋面粉100 g、紫薯全粉10%和无铝泡打粉3%充分混合均匀，制成预拌粉。

（3） 面团调制。将上述材料的预拌粉过筛到由糖粉40%、玉米油55%、全蛋液20%[19]混合均匀制成的混合液中，用刮刀搅拌至无干粉状态。

（4） 分割成型。将上述面团分成10 g 一个的小剂子，在按压成厚度一致、高度均匀的圆形饼状。

（5） 烘烤。烤箱170 ℃进行预热，上下火170 ℃烘烤17 min。

1.2.3 单因素试验

以低筋面粉的质量为基准，紫薯桃酥的基础配方为紫薯粉10%、玉米油55%、糖粉40%、泡打粉3%、全蛋液20%。在相同条件下，研究紫薯粉、玉米油、糖粉和泡打粉添加量对紫薯桃酥感官评分的影响。

（1） 紫薯粉添加量的确定。玉米油55%，糖粉40%，无铝泡打粉3%，在桃酥配方的基础上分别添加5%，10%，15%，20%，25%的紫薯粉，研究紫薯粉添加量对于桃酥感官评分和硬度的影响，确定紫薯粉的最适添加量。

（2） 玉米油添加量的确定。糖粉40%，紫薯粉10%，无铝泡打粉3%，在桃酥配方的基础上分别添加45%，50%，55%，60%，65%的玉米油，研究玉米油添加量对桃酥感官评分和硬度的影响，确定玉米油的最适添加量。

（3） 糖粉添加量的确定。玉米油55%，紫薯粉10%，无铝泡打粉3%，在桃酥配方的基础上分别添加30%，35%，40%，45%，50%的糖粉，研究糖粉添加量对桃酥感官评分和硬度的影响，确定糖粉的最适添加量。

（4） 无铝泡打粉添加量的确定。玉米油55%，紫薯粉10%，糖粉40%，在桃酥配方的基础上分别添加1%，2%，3%，4%，5%的泡打粉，研究泡打粉添加量对桃酥感官评分和硬度的影响，确定泡打粉的最适添加量。

1.2.4 响应面试验优化紫薯桃酥的配方

根据单因素试验确定最佳制作工艺参数，在此基础上，以糖粉、紫薯粉、玉米油的添加量采用Box-benhnken 法设计三因素三水平式验。参考文献[20]以感官评价为响应面试验依据。

因素与水平设计见表1。

表1 因素与水平设计/ %

1.2.5 紫薯桃酥感官评定标准

感官评价在食品感官室内完成，测评小组由10 位食品专业学生组成，在桃酥出炉冷却后，从色泽、形态、内部结构、口感4 个方面对紫薯桃酥的品质进行评价，总分为100 分。通过每个人对各项的评分来进行统计，取其平均值。

紫薯桃酥感官评分标准见表2。

表2 紫薯桃酥感官评分标准

1.2.6 紫薯桃酥硬度的测试

用FTC- 质构仪采用TPA 模式测试桃酥硬度，探头直径75 mm，测试前、中、后的速度为1 mm/s，压缩比为40%，目标距离10 mm，引发力1N，2 次压缩间隔时间5 s，每个水平测试3 次，取平均值[21-22]。

1.3 数据处理

（1） 数据处理。用Design Expert.11 和WPS2019软件进行数据处理、分析、绘图。

（2） 感官评分。组织食品专业5 名男学生和5 名女学生共10 名的评价小组，每人总分为100 分，根据每人对各评分项的评分，最后计算平均值。

（3） 硬度。对每个水平测试的3 个硬度计算平均值。

2 结果与分析

2.1 紫薯桃酥工艺参数的确定

2.1.1 紫薯粉添加量的确定

紫薯粉添加量对紫薯桃酥品质的影响见图1。

图1 紫薯粉添加量对紫薯桃酥品质的影响

加入了紫薯粉后，面粉中的面筋蛋白被稀释，削弱了面筋蛋白网络的结构，而紫薯粉填补了面筋蛋白网络的结构，使面团的松软度下降，面团的硬度增加[23]。面团的黏度也随着紫薯粉的增加而增加。由图1 可知，桃酥的硬度随着紫薯粉添加量的增加而增加。当紫薯粉添加量为5%～10%时，感官评分随着紫薯粉添加量的增加而上升。当添加量为10%时，紫薯桃酥感官评分最高。当紫薯粉添加量为10%～25%时，感官评分随着紫薯粉的增加而下降。紫薯粉的添加量过少时，紫薯的味道难以体现；当紫薯添加量过多时，紫薯桃酥颜色过深，成品较硬，酥松度不够，口感微苦。在马腾飞等人[24]的紫薯韧性薄饼干的研制中，其单因素试验的紫薯粉最佳添加量为10%，但试验中低筋粉的添加量仅为试验的50%左右，造成两者的试验差异可能是由于紫薯粉品牌不同引起的。而在雷磊[25]的试验中，紫薯粉添加量为15%，其原因可能与在试验中添加山药粉影响成品感官有关。以上两者的研究和试验，都会出现成品的感官评分随着紫薯粉添加量的增加呈现先增加再减少，并在某一个添加量达到峰值的情况。考虑到紫薯桃酥的口感，以感官评价的结果为主要依据。对不同紫薯粉添加量的紫薯桃酥的感官评分进行显著性分析，发现紫薯粉添加量对桃酥感官评分的影响是显著的，根据感官评价的结果确定后续试验紫薯粉添加量为5%，10%，15%。

2.1.2 玉米油添加量的确定

玉米油添加量对紫薯桃酥品质的影响见图2。

图2 玉米油添加量对紫薯桃酥品质的影响

玉米油中含有人体所需的维E 和不饱和脂肪酸，含量高达80%以上，主要含有亚油酸和油酸[26]。添加玉米油能够组织面团中面筋的形成，增加产品烘烤后的酥松度。由感官评分可知，单因素试验的玉米油最佳添加量为55%，张丽等人[27]的核桃仁桃酥单因素试验中玉米油的最佳添加量为45%，相比之前高出了10%。因为在制作核桃仁桃酥时加入了35%的核桃仁，核桃仁中油脂的含量在60%～70%[28]，添加核桃仁会增加桃酥中的油脂含量，影响口感，从而导致玉米油添加量较少。在郑艺梅等人[29]的研究中，其玉米油的添加量为60%，与该试验的结果相比，其原因是糙米粉跟百香果粉的添加，影响产品的感官评分，进而影响玉米油的添加量。其两者的研究与试验均出现随着玉米油添加量的增加，成品的感官评分先增加再减少，并在某一添加量达到峰值的情况。由图2 可知，当玉米油添加量为45%～55%时，感官评分随着玉米油添加量的增加而上升，玉米油添加量为55%时评分最高。在55%～65%的范围内随着玉米油添加量的增加，感官评分下降。当玉米油添加量过少时，面团较硬，成品酥松度不够；当添加量过多时，面团较为软黏，不易操作，且过于油腻，口感黏牙。由图2 可知，桃酥的硬度随着玉米油添加量的增加而降低，考虑感官评价的结果和桃酥的口感，对不同玉米油添加量的紫薯桃酥的感官评分进行显著性分析，发现玉米油添加量对桃酥感官评分的影响是显著的，确定后续试验玉米油添加量为50%，55%，60%。

2.1.3 糖粉添加量的确定

糖粉添加量对紫薯桃酥品质的影响见图3。

图3 糖粉添加量对紫薯桃酥品质的影响

糖粉是桃酥在制作过程中的主要原料，在烘烤过程中糖的美拉德反应和焦糖化反应会影响桃酥的色泽和香味。由图3 可知，糖粉添加量为30%～35%时，桃酥的感官评分随着糖粉添加量的增加而上升。当添加量为35%时评分最高。在35%～50%的范围内，桃酥的感官评分随着糖粉的添加量增加而下降。在朱慧静等人[30]的同山烧酒糟桃酥的研制试验中，当白砂糖添加量为50%时，其桃酥的感官评分最高。与此次的糖粉添加量35%相比，酒糟桃酥的白砂糖添加量较高，其原因是因为糖和鸡蛋等成分可以有效削减酒糟本身的气味[31]。而在郭欣[32]的试验中，其糖粉的最佳添加量是25%，比试验糖粉添加量低的原因是添加了葡萄皮影响了口感，从而影响了糖粉的添加量。但两者与试验中的相同点是，随着糖粉的添加，成品的感官评分都会先增加再减少，并在某一个添加量达到峰值。当糖粉添加量过少时，甜味不足、色泽不够、口感一般；当添加量过高时，由于焦糖化反应，桃酥颜色过深，味道过于甜腻。由图3 可知，桃酥的硬度随着糖粉的添加量增加而降低，由于桃酥硬度相似且考虑口感，固考虑感官评分的影响。对不同糖粉添加量的紫薯桃酥的感官评分进行显著性分析，发现糖粉添加量对桃酥感官评分的影响是显著的，根据感官评分，确定后续试验糖粉的添加量为30%，35%，40%。

2.1.4 泡打粉添加量的确定

泡打粉添加量对紫薯桃酥品质的影响见图4。

图4 泡打粉添加量对紫薯桃酥品质的影响

由图4 可知，当泡打粉添加量为1%～2%时，感官评分随着泡打粉添加量的增加而上升。当泡打粉添加量为2%时，感官评分最高；当泡打粉添加量为2%～5%时，紫薯桃酥的感官评分随着泡打粉的增加而下降。邓敏[33]在麦芽糖醇桃酥配方的研究中，通过单因素试验确定泡打粉的最佳添加量2.5%，说明紫薯粉和麦芽糖醇在一定程度上会影响泡打粉对桃酥的感官评分。两者其成品的感官评分都会随着泡打粉添加量的增加而上升，在达到峰值之后，感官评分会逐渐下降。由图4 可知，随着泡打粉添加量的增加，桃酥的硬度逐渐下降。当泡打粉的添加量过少时，桃酥内部结构紧密，质地硬，口感不好；当泡打粉添加量过多时，烘烤过程中会产生大量气体，使得桃酥内部蜂窝气孔过多且不均匀，易碎，口感发苦。对不同泡打粉添加量的紫薯桃酥的感官评分进行显著性分析，发现泡打粉添加量对桃酥感官评分的影响是不显著的，由于硬度相差不大，决定根据感官评价，确定后续泡打粉的固定添加量为2%。

2.2 响应面试验

2.2.1 响应面试验设计

在单因素试验中，桃酥成品的硬度区别不大，现采用感官评分为响应值Y[34]，应用Design ExpertV.12 软件，遵循Box-behnken 试验设计原则，以糖粉添加量（A）、玉米油添加量（B）、紫薯粉添加量（C） 为自变量，予以三因素三水平优化。

响应面设计见表3。

表3 响应面设计

对表3 中的数据利用Design Expert.11 软件进行二次多项式回归拟合，得到二次多元回归方程：

Y=86.70-0.825 0A+0.187 5B-4.34C-0.500 0AB+0.100 0AC+0.625 0BC-1.96A2-1.74B2-5.19C2.

用Box-behnken 响应面分析法对所得到试验结果拟合的模型进行方差分析。回归方程中变量对感官评分影响的显著性由F 检验判定，p 值越小，则其所对应的变量的显著性程度越高。

感官评价二次模型的方差分析见表4。

表4 感官评价二次模型的方差分析

由表4 可知，模型达到极显著水平，拟合度为0.995 1，校正拟合度为0.988 8，这表明试验情况拟合情况较好，误差较小，可以将该方程用于对紫薯桃酥的最佳工艺参数进行预测分析。由F 值的大小可知，影响紫薯桃酥感官评价因素的主次顺序为紫薯粉添加量（C） ＞糖粉添加量（A） ＞玉米油添加量（B）。其中，一次项A、C 极显著（p＜0.05），说明糖粉添加量和紫薯粉添加量对感官评价影响极显著，交互项BC 显著（p＜0.05），说明玉米油和紫薯粉添加量相互作用显著。A2、B2、C2在感官评分中极显著（p＜0.01）。

2.2.2 响应面图分析

通过Box-behnken 试验对模型进行响应面分析，观察A、B、C 3 个因素之间的交互作用对桃酥感官评分的影响。等高线分布的越密集，响应面图越陡峭，表明因素的交互作用对试验结果的影响越显著。等高线图的形状越接近椭圆形，二者交互作用越强，圆形则交互作用不强。

感官评价响应面图及等高线图见图5。

图5 感官评价响应面图及等高线图

由图5（b）、（d）、（f） 可知，BC 的交互作用最强，AC 次之，AB 最弱，与表4 的方差分析结果一致。图5（f） 中的等高线为椭圆形，表明玉米油和糖粉之间交互作用（p＜0.05） 显著。图5 的（a）（c） （e） 分别代表糖粉添加量和玉米油添加量的交互作用、糖粉添加量和紫薯粉添加量的交互作用、玉米油添加量和紫薯粉添加量的交互作用。其中（c） （e） 的坡度明显，说明紫薯粉添加量对于紫薯桃酥感官评分的影响比糖粉添加量和玉米油添加量大。

2.2.3 最佳工艺与验证试验

根据所建立模型对桃酥原料添加量进行最优参数分析，得紫薯桃酥最佳预测工艺条件为以低筋面粉的质量计算，紫薯全粉添加量7.9%，糖粉添加量33.9%，玉米油添加量55.0%，感官评分87.7 分。在桃酥的基础配方条件下，选取低筋面粉100 g，紫薯粉用量7.9 g，糖粉用量33.9 g，玉米油用量55.0 g。进行3 次验证试验，所得到紫薯桃酥的感官评分均值为87.7 分，与预测的值一样，表明模型拟合度较好。

3 结论

通过单因素试验和响应面试验设计探讨了糖粉添加量、玉米油添加量、紫薯粉添加量对于紫薯桃酥品质的影响，确定紫薯桃酥的最佳配方为以低筋面粉质量为准计算，紫薯全粉添加量7.9%，糖粉添加量33.9%，玉米油添加量55.0%。所得到的紫薯桃酥感官评分87.7 分，且香气浓郁、甜度适中、口感酥脆。紫薯营养价值丰富，以紫薯粉代替部分低筋面粉制作成的紫薯桃酥不仅增加了桃酥的风味和营养，还降低桃酥的高脂肪和高热量对人体的危害，符合现代人的消费理念，具有良好的发展前景。试验的不足之处在于，没有检测紫薯桃酥成品中的花青素和硒含量等。除此之外，对于其他主要原料还可进一步进行优化，使桃酥的品质和口感更好。